"Perfectionnements aux dispositifs destinés à effectuer des prélèvements d'échantillons métalliques fondus et/ou des mesures dans des bains métalliques
liquides" On sait que la maftrise correcte d'un processus métallurgique tel qu'un processus d'affinage de fonte est notamment subordonnée à la possibilité de connaître en des moments opportuns la composition aussi exacte que possible du métal en cours d'élaboration. Pour pouvoir tirer le parti optimum des renseignements constitués par la connaissance de la composition du métal
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vient d'être rabattue), il faut que certaines conditions soient remplies tant relativement aux qualités habituellement exigées pour l'échantillon qu'à son mode
de prélèvement et son mode d'analyse.
Plus précisément en ce qui concerne l'échantillon, un certain nombre de critères sont habituellement utilisés pour juger de sa valeur, par exemple sa représentativité par rapport au bain, son homogénéité, sa compacité, la facilité et la durée de sa préparation en vue de l'analyse; la technique utilisée pour effectuer le prélèvement de l'échantillon entre également en ligne de compte, notamment en fonction de sa simplicité, de sa durée, de son prix de revient.
De nombreuses études ont déjà été effectuées pour permettre
la meilleure observance possible de ces conditions. Il apparaît toutefois que, dans le domaine concernant la prise d'échantillons proprement dite, les modes usuels de prélèvement peuvent conduire à des erreurs telles qu'elles rendent souvent illusoire la précision des méthodes d'analyse, par exemple par défaut de représentativité de l'échantillon.
On comprend ainsi que, quelle que soit la technique adoptée,
la qualité des échantillons ainsi prélevés dépend beaucoup des facteurs humains, car des différences minimes dans la manière d'utiliser l'engin porte-sonde peuvent conduire à des variations importantes de représentativité et/ou d'homogénéité. Les conditions très dures où l'on opère les prélèvements (rayonnement thermique, fumées, danger, force physique à déployer), sont telles que des échantillonneurs différents ne respecteront jamais de la même façon les consignes précises, relatives par exemple à la durée d'immersion et surtout à la profondeur et à l'endroit d'immersion du dispositif de prélèvement.
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d'une part, remédier de façon complète et efficace aux inconvénients cités ci-dessus, et d'autre part, assurer un contrôle rigoureux de la profondeur
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volonté.
Ce dispositif comporte : - une perche porte-sonde. - des moyens permettant successivement l'immersion de la sonde dans un bain métallique, - l'arrêt de la sonde à une profondeur déterminée dans le bain,
- le maintien de la sonde pendant un temps déterminé à une profondeur déterminée dans le bain, - le retrait de la sonde hors du bain, le tout disposé sur un châssis pouvant par exemple affecter la forme d'un chariot ou être suspendu.
Ainsi conçu, ce dispositif permet d'éliminer l'influence de l'élément humain dans chacune des phases de l'opération de prélèvement.
Le présent perfectionnement a pour objet de révéler comment on peut encore améliorer l'efficacité du dispositif décrit dans le brevet belge
n[deg.] 791.495 ou de tout dispositif analogue.
On sait que les engins au moyen desquels les prélèvements
dont question ci-dessus peuvent être effectués comportent le plus souvent une perche porte-sonde dont les dimensions sont suffisantes pour permettre de plonger une sonde à l'intérieur d'un récipient métallurgique, tel qu'un convertisseur, en position rabattue. En pratique, une telle perche atteint communément une longueur de 5 m à 7 m, parfois plus.
On conçoit aisément que de telles dimensions, quoiqu'indispensables pour réaliser les opérations de prélèvement et de mesure désirées, peuvent dans certains cas s'avérer quelque peu gênantes, si l'on ne dispose
pas partout de l'espace nécessaire à tous les déplacements de ces engins ou leur mise en position de travail.
Le présent perfectionnement a pour objet un dispositif permettant d'effectuer sans difficultés les opérations de prélèvement renseignées ci-dessus et ne présentant pas l'inconvénient susindiqué.
Le dispositif, objet de la présente invention, comportant sur
un châssis approprié, pouvant par exemple affecter la forme d'un chariot ou être suspendu, une perche porte-sonde et les moyens appropriés pour effectuer successivement les opérations envisagées, telles que par exemple l'immersion de la sonde dans un bain métallique, son arrêt à une profondeur déterminée dans le bain, son maintien pendant un temps déterminé à une profondeur déterminée et son retrait hors du bain, est essentiellement caractérisé en ce que la perche porte-sonde est munie d'un dispositif téléscopique, permettant d'ajuster sa longueur entre deux limites déterminées et notamment de la raccourcir de façon sensible, ce qui rend beaucoup plus aisées les évolutions du dispositif complet, celui-ci pouvant présenter à ce moment un encombrement beaucoup plus petit.
De ce fait le châssis porte-sonde, ainsi que tout son équipement, peut être mis facilement en oeuvre dans des installations comportant un espace libre relativement restreint aux endroits où la prise d'échantillons doit s'effectuer et où une telle prise d'échantillon ne pourrait se faire avec une perche non téléscopique.
Afin de rendre son utilisation encore plus aisée, le châssis porte-sonde peut être muni d'un dispositif automoteur permettant son déplacement sur pneumatique ou sur un chemin de roulement approprié; il peut également être pourvu d'une plateforme de rotation permettant à tout le dispositif portesonde de tourner sur la dite plateforme, ce qui, combiné avec le dispositif téléscopique de la perche, facilite considérablement l'exploitation de ses possibilités.
Il existe de multiples façons de concevoir un dispositif téléscopique adaptable à un engin de forme allongée, tel qu'une perche destinée à supporter une sonde, toutefois, dans le cas qui se présente, comme on peut avoir affaire à une sonde permettant d'une part la prise d'échantillon d'un métal fondu (par exemple acier et/ou scorie) et d'autre part, la mesure de la température du bain et celle de son activité en oxygène, le dispositif téléscopique doit permettre le passage des conduits à air comprimé et des circuits électriques nécessaires aux opérations susdites, lesquels doivent être munis d'une part
d'un dispositif permettant de compenser le mou que prennent ces conduits et circuits lorsque la partie téléscopique est entièrement rentrée, et d'autre part, d'un dispositif assurant sans risque d'avarie leurentrée et leur sortie hors de
la partie non coulissante du dispositif téléscopique, pendant la manoeuvre de
ce dispositif.
Les schémas ci-après, donnés à titre d'exemple non limitatif, permettent de se rendre compte comment on peut concevoir un dispositif conforme à celui de l'invention. Ces schémas ne sont pas dessinés à l'échelle.
La figure 1 représente schématiquement en élévation l'ensemble d'un dispositif conforme à celui de l'invention. Ce dispositif comporte en principal une plateforme mobile 1 munie de deux trains de roues 2 et 3 et destinés à rouler sur un chemin de roulement 4. La plateforme présente à sa partie centrale, laquelle est surbaissée notamment pour des raisons d'encombrement vertical, une plaque tournante 5 à axe vertical. Sur la face supérieure 7 de la plaque tournante est fixé le châssis proprement dit 8 du dispositif de l'invention. Le châssis 8 sert de support à une partie non coulissante 9 de la perche par l'intermédiaire d'un axe fixe horizontal d'appui 10 et d'un axe horizontal d'appui mobile 11, lequel, par un mécanisme à vérin 6 prenant appui sur le châssis,
est susceptible de se déplacer suivant une dirertion quasi verticale (en fait
en tournant autour de l'axe fixe 10). Au cours de ce mouvement de rotation autour de l'axe fixe 10, l'avant de la perche peut s'incliner vers le bas de manière à pouvoir immerger les sondes à la profondeur adéquate dans le bain métallique .
La perche proprement dite est constituée d'une partie non coulissante 9 et d'une partie coulissante 12 comportant essentiellement d'une part un tube 13 destiné à supporter la sonde 14 de prise d'échantillon de métal, ainsi qu'un tube en carton 15 destiné à provoquer l'arrêt automatique de la descente des sondes, et d'autre part, un tube 16 destiné à supporter la sonde
17 de mesure de la température et de l'activité en oxygène. A l'arrière de la perche 9 se trouve un caisson 18 convenablement lesté pour servir de contrepoids à la perche, ainsi qu'un bottier 19 dans lequel sont disposés les raccords et compensateurs de longueur des circuits électriques et pneumatiques raccordant les sondes 15 et 17 aux .appareils de mesure (non figurés), en passant par les tubes 13 et 16. Le coulissement des tubes 13 et 16 se fait au travers de l'orifice
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renvoi 24.
Les figures 2 et 3 représentent respectivement une coupe longitudinale verticale de la perche à l'endroit du moteur de commande 22 , une coupe longitudinale verticale de cette même perche à l'endroit de l'orifice 20.
Sur la figure 2 on peut apercevoir le tube 9 représentant la partie fixe de la perche ainsi que les tubes 13 et 16 constituant en fait la partie mobile de cette perche. Ces deux tubes sont, au moins en ce qui concerne leur partie entrant dans le tube 9 au cours du coulissement, enserrés dans un autre tube 25 présentant à son arrière une plaque 26 servant de support-attache à deux étriers supports 27 et 28, l'extrémité de la chaîne 23 côté poulie 29 se raccordant au support 28. Cette chaîne 23 engrène sur une roue dentée 29 en passant au travers d'une fente 30 pratiquée longitudinalement à la partie supérieure du tube
9. La roue dentée 29 est actionnée par le moteur 22.
Sur la figure 3 se trouve représentée l'autre extrémité de la partie non coulissante de la perche. On y reconnaft le tube 25, le tube 9, la chafhe 23 dont le brin intérieur d'axe 31 se prolonge jusqu'au support 27.
La chafhe 23 engrène autour de la poulie de renvoi 24, le brin supérieur se raccordant à son extrémité, au support 27 après avoir tourné autour de la roue 29. Une fente 32 analogue à la fente 30 permet le passage de
la chafhe 23 de l'intérieur vers l'extérieur du tube 9, ainsi que le positionnement approprié de la roue dentée 24.
Le tube 9 est obturé à son extrémité antérieure par une plaque
33 servant d'appui d'une part à une butée 34 de fin de course et d'autre part
de support à deux galets 35 et 36 de guidage du tube 25. Cette plaque 33 est pourvue de l'orifice 37 nécessaire au passage du tube 25
Les extrémités des tubes 13 et 16 côté sonde sont celles qui,
au cours des opérations de prise d'échantillon, sont soumises aux sollicitations thermiques les plus importantes et par suite susceptibles de se déformer davantage si des précautions appropriées ne sont pas prises en vue de combattre cet inconvénient.
Dans cette optique, l'ensemble des deux tubes 13 et 16 peut,
au moins dans sa portion qui n'est pas susceptible de rentrer dans la partie
fixe de la perche, être muni d'un dispositif de raidissement, principalement dans le sens vertical.
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perche 9 étant placée suivant l'inclinaison désirée, grâce au vérin exerçant son effort sur le pivot 11, l'ensemble de la partie coulissante, constituée par le tube 25 muni des deux tubes circulaires 13 et 16, repose à l'intérieur du tube 9 d'une part par l'intermédiaire du chariot à galets 21 à son extrémité postérieure et, d'autre part, par le galet 35 à son extrémité antérieure.
La mise en route du moteur 22 provoque la rotation de la roue dentée 29 de
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le brin extérieur de l'avant vers l'arrière; le brin intérieur de l'arrière vers l'avant entrafhant la partie coulissante dans son mouvement de déplacement, grâce au maillon 2 7 relié au chariot 21. Le déplacement de la partie coulissante peut se faire vers l'avant de la perche jusqu'au moment où le chariot 21 viendra buter contre le bloc de fin de course 34. A ce moment, le tube 25 sera
sorti au maximum du tube 9 et ne sera plus maintenu en position correcte que par le galet inférieur 35 et les galets supérieurs du chariot 21. A noter qu'au moment où la perche sera en position complètement abaissée, les efforts exercés sur celle-ci par le bain de métal réduiront les effets de la pesanteur sur la perche; de ce fait les efforts exercés sur le galet 35 vont diminuer, tandis que ceux exercés sur le galet 36 vont augmenter.
Le mouvement de retour s'exécute de façon analogue en mettant le moteur 22 en sens inverse de rotation, ce qui provoque le mouvement d'avant en arrière du brin intérieur de la chaîne 23, et par suite celui également d'avant en arrière du tube 25 , par l'intermédiaire du maillon 27 relié au chariot 21.
Le dispositif décrit ci-dessus l'a été à titre d'exemple non limitatif; il comporte toutefois un certain nombre de particularités qui constituent des modalités préférentielles au point de vue constructif, à savoir :
-tout d'abord, le déplacement de la partie antérieure de la perche dans la partie postérieure se fait à l'intervention de galets de roulement, ce qui présente l'avantage de frottements très réduits, aussi bien à cause de la faible étendue des surfaces en contact que de la nature même du frottement
de roulement, nettement plus faible que le frottement de glissement. En outre, cette modalité permet au dispositif téléscopique de s'accommoder d'une certaine
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l'utilisation de galets de roulements implique que l'on ménage radialement un <EMI ID=8.1> d'un capuchon en tôle, pourvu d'une ouverture profilée de manière à laisser
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une notable proportion les possibilités d'encrassement des galets 35 et 36, lesquels sont, de surcroît, avantageusement munis d'un dispositif de rattrapage ,le jeu.
-ensuite, la présence à l'arrière de la partie postérieure de la perche, d'une portion dans laquelle la partie antérieure ne pénètre pas, même lorsqu'elle est rentrée au maximum désiré, dans la partie postérieure. On a ainsi ménagé un espace dans lequel on peut installer sans difficultés tous les organes compensateurs de longueur pour les différents dispositifs d'alimentation de la sonde.
-enfin, la commande du déplacement de la partie antérieure se fait avantageusement par moteur pneumatique et par chaîne ou câble, d'une part parce que l'autonomie d'un dispositif de ce genre est très grande et d'autre part parce que la commande par chaîne ou câble réduit au minimum les dimensions des fentes à pratiquer dans le tube constituant l'enveloppe extérieure de la partie postérieure de la perche porte-sonde.
Il ne sort cependant pas du domaine de l'invention de réaliser la commande de la partie coulissante par tout autre dispositif connu en soi.
REVENDICATIONS
1. Dispositif pour effectuer des prélèvements et/ou des mesures dans un bain métallique en fusion, au moyen d'une sonde, lequel dispositif comporte d'une part un châssis approprié pouvant affecter la forme d'un chariot ou être suspendu, et d'autre part une perche porte-sonde et des moyens appropriés pour effectuer successivement les opérations nécessaires
à la réalisation des dits prélèvements et/ou des dites mesures, telles que
par exemple l'immersion de la sonde dans le bain, son arrêt à une profondeur déterminée dans le bain, son maintien pendant un temps déterminé à une profondeur déterminée et son retrait hors du bain, caractérisé en ce que la perche porte-sonde est munie d'un dispositif téléscopique, permettant d'ajuster sa longueur entre deux limites bien déterminées.